È il primo prototipo al mondo di batteria ricaricabile e commestibile, costruita partendo da materiali che normalmente vengono consumati a tavola. Nasce all’Istituto Italiano di Tecnologia di Milano, nel team di Mario Caironi, e potrà avere applicazioni nel monitoraggio della qualità dei cibi, negli strumenti di diagnostica della salute del nostro corpo, e in futuri robot edibili.
Descritto sulla rivista internazionale Advanced Materials, il prototipo è il risultato degli studi di Mario Caironi nel campo dell’elettronica edibile, supportato da finanziamenti dell’European Research Council. Caironi è coordinatore del Printed and Molecular Electronics Laboratory al Centro di IIT a Milano.
L’elettronica commestibile è un campo d’indagine scientifica in rapida ascesa, che potrebbe avere un grande impatto, sia sulla diagnosi e trattamento di molti disturbi del tratto gastrointestinale, sia sul monitoraggio della qualità degli alimenti. Quando si vuole costruire un sistema elettronico che possa essere ingerito senza causare danni, però, ci si trova davanti a una grande sfida: quella di sviluppare fonti di energia commestibili.
Il gruppo di ricerca coordinato da Caironi ha quindi sviluppato una batteria completamente basata su componenti edibili tratti dalla gastronomia internazionale. La riboflavina (detta anche vitamina B2) agisce da anodo, mentre la quercetina (una sostanza presente in mandorle e capperi) da catodo. Per aumentare la conducibilità elettrica è stato poi utilizzato il carbone attivo (un farmaco da banco molto diffuso), mentre l’elettrolita di questo prototipo è a base d’acqua. Il separatore, necessario in ogni batteria per evitare cortocircuiti, è stato realizzato con alghe nori, comunemente utilizzate nella preparazione del sushi. Infine, gli elettrodi sono stati incapsulati in cera d’api da cui escono, a partire da un supporto derivato dalla cellulosa, due contatti in oro alimentare, la stessa pellicola usata a volte dai pasticceri per le decorazioni.
La cella della batteria funziona a 0,65 V, una tensione sufficientemente bassa da non creare problemi al corpo umano se ingerita. Può fornire una corrente di 48 μA per 12 minuti, o di pochi microampere per più di un’ora, sufficiente per alimentare piccoli dispositivi elettronici, come i LED a bassa potenza.
Questo esempio di batteria ricaricabile completamente commestibile, il primo mai realizzato, apre ora le porte a nuove applicazioni elettroniche commestibili.
“I potenziali utilizzi futuri includono circuiti e sensori commestibili, in grado di monitorare le condizioni di salute ma anche lo stato di conservazione degli alimenti. Inoltre, dato l’alto livello di sicurezza di queste batterie, queste tecnologie potrebbero essere utilizzate anche nell’ambito dei giocattoli per i bambini più piccoli, dove il rischio di ingestione è elevato. In realtà, già ora stiamo già sviluppando dispositivi con maggiore capacità e dimensioni ridotte”, sottolinea Mario Caironi, coordinatore della ricerca:
Continua Ivan Ilic, co-autore dello studio: “questa batteria commestibile è molto interessante anche per chi studia e progetta gli accumulatori di energia. La costruzione di batterie più sicure, senza l’uso di materiali tossici, è una sfida che dobbiamo affrontare: anche se queste batterie non alimenteranno le auto elettriche, sono una prova del fatto che realizzare delle fonti di alimentazione con materiali più sicuri rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio è possibile. Crediamo quindi che ispireranno altri scienziati a costruire batterie più sicure, per un futuro davvero sostenibile.“.
A questo link la ricerca completa a cura di: I.K. Ilic, V.Galli, L. Lamanna, P. Cataldi, L. Pasquale, V.F. Annese, A. Athanassiou, M. Caironi.
